Soorten verbruikers

Op 19 april 2018 19:48:11 schreef fcapri:
een 3de zal resistief zeggen, al is het nogal variabel resistief. omdat de stroom noch voorijlt, nog naijlt bij een schakelende voeding, maar pulserend gelijk is met de sinus (opladen primaire elco)

Dat opladen gebeurt voornamelijk bij het omhooggaan van de sinus en nauwelijks op de neergaande kant van de sinus. De stroom ijlt dus wel degelijk voor!

Op 19 april 2018 22:49:25 schreef kris van damme:
Overigens kan je een belasting hebben met een zeer slechte vormfactor maar met cos phi gelijk aan 1. Bvb diodebruggen met een elco erachter rechtstreeks aan het net hebben een slechte vormfactor maar een goede cosPhi..

Voor een belasting uitsluitend bestaand uit lineaire componenten (weerstanden, spoelen, condensatoren) is het idee "cos phi" ontstaan. Phi is de hoek tussen stroom en spanning. In een aantal gevallen is die heel makkelijk: Bij een weerstand is de hoek nul, de cos phi dus 1. Bij een condensator en een spoel is de hoek (phi) 90 en de cos phi dus nul.

Maar... daarnaast is "cos phi" OOK de verhouding tussen: de minimale stroom in de voeding benodigd om het actuele (werkelijke) vermogen te transporteren gedeeld door de werkelijke (RMS) stroom in de voeding. Wederom: bij een weerstand is die verhouding 1, bij een spoel of condensator is die verhouding nul.

Deze laatste observatie kan je ook tot definitie promoveren. Nu kan je de cos phi, zonder tussenkomst van de phi bepalen. Hij wordt nog steeds vaak cos phi genoemd, maar een benaming zoals "vormfactor" (zoals jij zegt) of "arbeidsfactor" (zoals vaak gedaan wordt) is eigenlijk beter.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Hensz

Golden Member

Zou Tim met al deze verhandelingen al iets opgeschoten zijn?

Don't Panic!

De vraag is niet goed te beantwoorden, maar van een opleiding zou ik verwachten dat ze er blij van worden als men een antwoord geeft met daarbij in een paar woorden de achterliggende redenatie.

ik blijf het verder een lastig onderwerp vinden, want wat is het werkelijke vermogen ? Als er veel harmonischen zijn moet je een bandbreedte vaststellen van wat je mee neemt en wat niet.

Op 20 april 2018 07:15:05 schreef rew:
[...]Dat opladen gebeurt voornamelijk bij het omhooggaan van de sinus en nauwelijks op de neergaande kant van de sinus. De stroom ijlt dus wel degelijk voor

het zal dan toch HEEEL minimum zijn. het hangt er allemaal vanaf hoeveel de condensator ontladen wordt. als je die leegtrekt tot Vc/2, dan zal de stroom feller voorijlen (punt A op foto veel meer naar links), maar als je die leegtrekt tot Vc x 99%, krijg je maar een korte oplaadpuls exact op de piek van de sinus. (A en B korter bij elkaar)

http://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/electron/1958/10/page296/fig2.jpg

ik houd het ook bij veranderend resistief (hoge weerstand, lage weerstand, hoge weerstand... pulserend) en niet capacitief of inductief.

quasi alle antwoorden zijn goed, als je ze maar onderbouwt. zegt iemand: het is capaciteit, want primair heb je enkel gelijkrichting en dan een opladende condensator, dan klopt zijn redenering ook. en dat vermelde ik in mijn 2de antwoord ook al.

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken

Op 20 april 2018 11:59:42 schreef fcapri:
[...]

het zal dan toch HEEEL minimum zijn. het hangt er allemaal vanaf hoeveel de condensator ontladen wordt. als je die leegtrekt tot Vc/2, dan zal de stroom feller voorijlen (punt A op foto veel meer naar links),

Je spreekt van een voorijlende stroom als het over en sinusregime gaat, is hier niet het geval, er zijn geen klassieke regimestromen, enkel 100 maal per seconde iets wat onder de het hoofdstuk "overgangsverschijnselen" valt.

in gelijkrichtschakelingen zoals je toont is de stroom niet voorijlend, de piek valt kwasi samen met de spanningspiek en de cos phi is altijd 1 . (de vormfactor is uiteraard slecht)

Dat de (klassieke )cosphi 1 is valt makkelijk te begrijpen: de condensator neemt enkel de energie op die hij verloren is in de belasting, en hij stuurt niks terug richting het net ! Dus de opgenomen stroom wordt 100% omgezet in een reëel vermogen.

groeten

Kris

Misschien nog een simpel voorbeeld dat dit verschil duidelijk illustreert, enkelzijdige gelijkrichting zonder afvlakking. Spoelen, condensatoren, faseverschuiving en cos phi komen hieraan niet te pas, toch is de arbeidsfactor van zo'n schakeling 0,7.

GJ_

Moderator

Als het gaat om "soorten belasting" denk ik dat er meer is dan alleen inductief, capacitief en resistief. Neem een gloeilamp, die begint met een flinke opstartstroom. Een gloeilamp is volgens mij wel resistief, maar die hoge startstroom verdiend het wel extra vermeld te worden bij het "soort belasting". Daarom is er zo'n enorme lijst opgesteld in de IEC947. En is die gloeilamp geen A of AC-12 maar een AC-21

Op 20 april 2018 11:59:42 schreef fcapri:
als je die leegtrekt tot Vc/2, dan zal de stroom feller voorijlen (punt A op foto veel meer naar links),

Je moet je realiseren dat punt B zowiezo vrijwel op de top ligt. Het gegeven tekeningetje tekent de spanning op de condensator alsof de diode zich gedraagt alsof er daar een constante stroom loopt. Dat is niet zo. Ook de stroom is getekend en komt daar niet mee overeen.

Op 20 april 2018 12:26:56 schreef kris van damme:
Je spreekt van een voorijlende stroom als het over en sinusregime gaat, is hier niet het geval, er zijn geen klassieke regimestromen, enkel 100 maal per seconde iets wat onder de het hoofdstuk "overgangsverschijnselen" valt.

in gelijkrichtschakelingen zoals je toont is de stroom niet voorijlend, de piek valt kwasi samen met de spanningspiek en de cos phi is altijd 1 . (de vormfactor is uiteraard slecht)

De term "cos phi" en "vormfactor" worden in de praktijk vaak door mekaar gebruikt (= de definties zijn gelijk). Jij gebruikt kennelijk een andere definitie voor cos phi, die veel enger is. Daar kan je dan prima wetenschap/techniek mee bedrijven, maar je moet je realiseren dat je niet zomaar kan communiceren met mensen die een andere definitie hebben.

Als je een heel strenge definitie van cos phi hebt: "cos van de hoek tussen stroom en spanning mits deze beide sinusvormig zijn", dan moet je ophouden met praten over cos phi in het geval van de condensator opladen via diode. De cos phi is dan gewoon niet gedefinieerd.

En dat is dan de reden dat de meeste mensen het niet nuttig vinden om de cos phi zo streng te definieren: Bij het minste geringste afwijking van sinusvormige stromen of spanningen moet je roepen: cos phi bestaat niet.

Dat de (klassieke )cosphi 1 is valt makkelijk te begrijpen: de condensator neemt enkel de energie op die hij verloren is in de belasting, en hij stuurt niks terug richting het net ! Dus de opgenomen stroom wordt 100% omgezet in een reëel vermogen.

Nee. Niet waar. Voor een slechte cos phi is het NIET nodig dat er energie terug naar het net gaat. Dwz: voor de strenge definitie, omdat cos phi alleen gedefinieerd is als de stroom ook een 50Hz sinus is, dan wel. Maar dat levert in een hele hoop andere gevallen een "cos phi bestaat niet" op. Als jij dan poneert: "De cos phi definieer ik dan altijd als "1"", mij best, maar DAN wordt het lastig om zinnige techniek of wetenschap te bedrijven met dat begrip.

Nogmaals: Bij zuivere "alleen weerstanden, condensatoren en spoelen" als belasting zal (na ingangsverschijnselen) de stroom altijd een sinus worden en is er een hoek phi tussen de stroom en de spanning. De cos van die hoek is nu een maat voor hoeveel verliezen de netbeheerder voor jou moet maken (evenredig met de stroom die je afneemt) en het vermogen dat je betaalt (alleen reeel vermogen).

En dat laatste is eigenlijk de basis voor dat de meeste mensen tegenwoordig het gewoon als definitie gebruiken. Omdat er in 99% van de gevallen geen phi is, kan je er in 99% van de gevallen geen cos van nemen. Dus... "cos phi" is niet meer los de cosinus van de phi, maar gewoon die vormfactor of arbeidsfactor.

Als je vasthoudt aan een definitie die toch iets geeft als de vorm niet sinusvormig is, dan wil ik aan jou voorbeeld van de diode-condensator waar de cos phi 1 zou zijn omdat er niets teruggeleverd wordt een klein spoeltje toevoegen, gewoon parallel aan de rest. Nu wordt er door het geheel ineens WEL soms energie teruggeleverd. Wat doet jou definitie met die situatie?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Je ziet hier vaak vakmensen reageren als leken de uitdrukking 'er staat stroom op die draad' gebruiken. Enigzins verbazingwekkend als arbeidsfactor en cos phi dan plots ok zijn als synoniem.

Dus jij vind dat raar. Mij best. De definitie van "arbeidsfactor" weet ik. Maar hoe definieer je dan "cos phi"?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Vreemde vraag. Is dat dan niet letterlijk de cosinus van de fasehoek tussen spanning en stroom? En hoe past dat dan in het plaatje van die enkelzijdige gelijkrichter bv?

Gloeilampen zijn ook na opstarten niet ohms; de PTC werking is snel genoeg ( de warmtemassa klein genoeg) om de sinus te volgen en meetbare harmonische vervorming te geven.

mel

Golden Member

Op 22 april 2018 14:59:02 schreef rew:
Dus jij vind dat raar. Mij best. De definitie van "arbeidsfactor" weet ik. Maar hoe definieer je dan "cos phi"?

Dat is toch de hoek tussen reel vermogen en blindvermogen?

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 22 april 2018 11:12:44 schreef rew:

De term "cos phi" en "vormfactor" worden in de praktijk vaak door mekaar gebruikt (= de definties zijn gelijk). Jij gebruikt kennelijk een andere definitie voor cos phi, die veel enger is. Daar kan je dan prima wetenschap/techniek mee bedrijven, maar je moet je realiseren dat je niet zomaar kan communiceren met mensen die een andere definitie hebben.

Ja, dat klopt, ik bekijk de cosphi "enger" dan de meeste, omdat twee verschillende zaken met hetzelfde gevolg op één hoop gegooid worden omdat ze verliezen in het net veroorzaken. En zelfs bij een niet zuiver sinusoïdale stroom ( zoals in het vb met de gelijkrichter) blijft het interessant hoe spanning en stroom hoek op dat moment zich verhouden bij geleiding.

Op 22 april 2018 11:12:44 schreef rew:

Als je vasthoudt aan een definitie die toch iets geeft als de vorm niet sinusvormig is, dan wil ik aan jou voorbeeld van de diode-condensator waar de cos phi 1 zou zijn omdat er niets teruggeleverd wordt een klein spoeltje toevoegen, gewoon parallel aan de rest. Nu wordt er door het geheel ineens WEL soms energie teruggeleverd. Wat doet jou definitie met die situatie?

Das vrij simpel; Dat stukje blindstroom (door de spoel) kan je compenseren met een juiste reactantie. aan de harmonischen kan je met een reactantie niet veel goeds doen. Das de reden dat ik in dit topic onderscheid maak. Als je de virtuele cosphi berekend op de basis van de klassieke cosphi + de "omgerekend naar cosphi verliezen" door harmonischen. kom je een getal uit dat niet met een reactantie te compenseren valt.

Ik begrijp uiteraard dat men op praktische reden de verschillende oorzaken al jaren op een hoop gooit onder de term power factor of arbeidsfactor, maar in het licht van dit topic vind ik het nuttig ze eens apart uit te lichten. Is dat zo verkeerd?

Op 22 april 2018 15:59:40 schreef Aart:
Gloeilampen zijn ook na opstarten niet ohms; de PTC werking is snel genoeg ( de warmtemassa klein genoeg) om de sinus te volgen en meetbare harmonische vervorming te geven.

bij het opwarmen is die gloeidraad nog steeds ohms, maar niet lineair.. en dat blijft ook zo eens in regime. (de temperatuur van de draad is niet constant) cosphi (eng bekeken) is dus 1, arbeidsfactor niet.

groeten

Kris

[Bericht gewijzigd door kris van damme op zondag 22 april 2018 17:39:26 (11%)

Kortom, het begrip "cos phi" is onzinnig om in de praktijk te gebruiken. Alleen in ideale gevallen is er uitsluitend sprake van een werkelijke faseverschuiving. Als je nu vasthoudt aan de oorsprong van het begrip "cos phi" dan moet je het definieren als: "de hoek tussen spanning en stroom MITS dat alletwee sinussen zijn".

Maar... als je een belasting hebt waar de cos phi voor gedefinieerd is, dan geldt dat als de stroom X is, jij maar betaalt voor cos phi * X * spanning aan afgenomen vermogen. Bij een zuivere spoel is cos phi dan bijvoorbeeld nul.

En als de cos phi niet gedefinieerd is, dan geldt nog steeds dat er een (RMS) stroom X is, en jij maar betaald voor <eenfactor> * X * spanning. Die factor wordt "arbeidsfactor" of door enkelen hier "vormfactor" genoemd. Als de cos phi WEL gedefinieerd is, dan zijn ze aan mekaar gelijk.

Als ik een functie heb die sin(t) mits t een geheel getal is, en een andere functie gewoon "sin (t)". dan heeft die eerste functie weinig extras over die tweede. Als je dan de namen voor die twee door mekaar gebruikt vind ik dat niet erg.

Je kan gaan zeuren over dat cos phi niet gedefinieerd is voor niet-lineaire belastingen en er op staan dat de begrippen correct gebruikt worden, maar m.i. kan het geen kwaad als je geen foute resultaten kan krijgen.

Zo hebben "cos phi" en "de arbeidsfactor" dezelfde eenheden. "Mag ik mijn accu van 20A opladen met deze lader van 10A?" Dan is het door mekaar halen van Ah en A zeer gevaarlijk. Het zijn verschillende dingen en het nodigt uit tot het maken van fouten als je ze door mekaar haalt.

De faseverschuiving tussen de stroom en spanning die je zou willen meten bij die gloeilamp van Aart moet je in ieder geval NIET meten bij de nuldoorgangen. De arbeidsfactor is NIET gelijk aan 1. Doordat er minder stroom gaat lopen als het draadje warm geworden is, betaal jij maar voor 99.9 W aan energiekosten terwijl de netbeheerder voor 100W aan verliezen heeft.

Bij die gloeilamp komt nog iets anders: Als de thermische massa nul is, dus geen vertraging tussen meer vermogen en een hogere temperatuur, dan is de boel nog steeds niet optimaal.

Gegeven: U = 230 sqrt(2) sin (t*50/2/PI)
Gegeven: I RMS = 1A

Wat is het maximale vermogen wat u kunt souperen?

Je denkt misschien slim te zijn door vooral stroom te trekken als de spanning hoog is. Dus
I = X A | 4 < t % 20ms < 6
I = X A | 14 < t % 20ms < 16
I = 0 elders.

waarbij X nog bepaald moet worden zodat de RMS stroom 1A wordt. Blijkt dat je niet beter kunt doen dan I = sqrt(2) sin (t*50/2/PI)

Op 22 april 2018 17:17:03 schreef mel:
[...]Dat is toch de hoek tussen reel vermogen en blindvermogen?

Als je zo slordig gaat definieren kom je snel in de problemen. Die hoek die jij noemt kan niet anders vastgesteld worden dan 90 graden denk ik....

[edit: Posts gelezen die terwijl ik type gepost zijn]
Wat ik nog steeds niet snap is hoe je cos phi rigoreus kan definieren als de golfvorm niet alletwee precies sinusvormig zijn.

Tja. Je kan de 1e harmonische nemen van de stroom. En dan de hoek gaan bepalen. Ok. Dan heeft mijn blok-vorm ding hierboven dus een cos phi van 1. En mijn ideale lamp (met nul thermische massa) ook. Aart z'n lamp heeft een cos phi van iets minder: stel de actuele spanning op het net stijgt door het 200V niveau. Op dat moment is de gloeidraad nog aan het opwarmen en dus kouder dan wanneer de stroom net door het 200V niveau aan het zakken is. De stroom is dus hoger, de stroom ijlt gemiddeld VOOR op de spanning.

Maar dit begrip vertelt je NIETS over "de verliezen bij de netbeheerder in verhouding tot het afgenomen reeel vermogen". Het is zinniger om de definitie zo te maken dat je zegt: cos phi niet gedefinieerd, dus kan je nog niets zeggen over "de verliezen bij de netbeheerder in verhouding tot het afgenomen reeel vermogen". Of, alternatief: cos phi zodanig definieren (onafhankelijk van phi) dat de definitie gelijk wordt aan die van de arbeidsfactor.

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 22 april 2018 17:52:01 (22%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 22 april 2018 17:40:09 schreef rew:
Kortom, het begrip "cos phi" is onzinnig om in de praktijk te gebruiken. Alleen in ideale gevallen is er uitsluitend sprake van een werkelijke faseverschuiving. Als je nu vasthoudt aan de oorsprong van het begrip "cos phi" dan moet je het definieren als: "de hoek tussen spanning en stroom MITS dat alletwee sinussen zijn".

.

te onzinnig om in de praktijk te gebruiken? Nog nooit van een cosphi meter gehoord? Uiteindelijk zal bijna geen enkele verbruiker vervormingsvrij zijn. door bvb het niet lineair gedrag van het ijzer in de kern zal een wisselstroommoter ook een beetje harmonischen opwekken, maar dat wil niet zeggen dat de cosphi meting niet nuttig of praktisch niet van toepassing zou zijn.

Een ander heel bekend voorbeeld is de klassieke opstelling van een TL Buis met ballast spoel. Je kan de ballast ook zien als een arbeidsfactorverbeteraar. Hij smeert oa de geleidingshoek van de buis uit over een langer periode. Anderzijds haalt hij wel de cosphi naar beneden, hetgeen dan weer opgelost wordt door een condensator, die men sinds mensenheugenis cosphi verbeteraar noemt , maar dat zou dus niet mogen heten ? Van eng kijken gesproken..:-) overigens zijn in de berekening rond die schakeling de arbeidsfactor en de cosphi aparte begrippen, als ik me het goed herinner.

Op 22 april 2018 17:40:09 schreef rew:

Aart z'n lamp heeft een cos phi van iets minder: stel de actuele spanning op het net stijgt door het 200V niveau. Op dat moment is de gloeidraad nog aan het opwarmen en dus kouder dan wanneer de stroom net door het 200V niveau aan het zakken is. De stroom is dus hoger, de stroom ijlt gemiddeld VOOR op de spanning.

Maar dit begrip vertelt je NIETS over "de verliezen bij de netbeheerder in verhouding tot het afgenomen reeel vermogen". Het is zinniger om de definitie zo te maken dat je zegt: cos phi niet gedefinieerd, dus kan je nog niets zeggen over "de verliezen bij de netbeheerder in verhouding tot het afgenomen reeel vermogen". Of, alternatief: cos phi zodanig definieren (onafhankelijk van phi) dat de definitie gelijk wordt aan die van de arbeidsfactor.

In geval van de lamp van Aart zijn ogenblikkelijk gezien stroom en spanning altijd in faze met de veranderlijke R . De weerstand veranderd wel, waardoor de stroompiek inderdaad een fractie later komt. In dat geval is het duidelijk dat dit uitgedrukt moet worden door Harmonischen en niet door een reactief component. (de lamp stuurt ook niets terug het net in)

Uiteraard weet je niet hoeveel verliezen je veroorzaakt bij de netbeheerder, maar je weet wel wanneer ze minimaal zijn.

interessant, toch?

groeten

KRis

Thevel

Golden Member

De topic starter is misschien wel geschrokken van alle antwoorden.
Of gewoon weer een eendagsvlieg. :(